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1、高频Sic单相逆变器调制策略研究郭小强，杨勇，张纯江燕山大学电气工程学院秦皇岛066004Email:gxq@ysu.edu.cn摘要逆变器高频运行时，开关损耗和死区影响问题更加突出。如何减小高频开关损耗，同时消除死区的影响是逆变器离频运行需要解决的关键问题。木文以高频SiC单相逆变器为研究对象，针对传统双极性调制存在的问题，设计了一种改进调制策略，利用SiC开关器件并联二极管的续流特性，在半个工频周期内将2个开关一直处于关闭状态，不仅减小了高频开关损耗，而且避免了桥臂直通的风险，无需加入死区，消除了死区引起的负面影响，最后搭建了高频SiC逆变器进行了实验研究,结果验证了
2、设计方案的有效性。关键词单相逆变器；调制策略；高频开关；碳化硅器件屮图分类号：TM464ModulationStrategyforHighFrequencySiCSinglePhaseInverter(DepartmentofElectricalEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao,066004,China)GUOXiao・qiang,YANGYong,ZhangChunjiangAbstract：Theswitchinglossandeffectofdeadtimearemoreseverewhentheinverterop
3、eratesinahigh・&equcncyway.Therefore,oneofthemostimportantissuesistoreducetheswitchinglossandmitigatetheefleetofdeadtime・Thehigh-frequencySiCsingle-phaseinverterisinvestigatedinthispaper.Consideringthelimitationoftheconventionalbipolarmodulation,animprovedsolutionispresented.Itutilizesthef
4、reewheelingbehaviorofanti-pandleldiode,andtwoswitchesareoffduringthehalfcycle・Inthisway,theswitchinglossisreduced・Furthermore,thedeadtimeisnotneededanylongeranditsnegativeeffectiseliminated.Finally,theexperimentaltestsareearnedoutonaSiCinverte匚Theresultsverifytheeftectivenessoftheproposed
5、solution.Keywords:Single-phaseinverter;modulationstrategy;high-frequencyswitch;SiCdevicesS
6、S35Cf==Rl1.引言随着宽禁带半导体技术的飞速发展，高频电力电子功率变换技术得到了国内外工业界和学术界的广泛关注，应用前景广阔⑴役对于单相逆变器而言，系统高频运行时，开关损耗和死区影响问题更加突出。如何减小高频开关损耗，同时消除死区的影响是逆变器高频运行需要解决的关键问题。实际应用中，开关器件开通或者关断都需要一定的时间。为了避免桥臂开关器件同时导通造成短路过流，必须加入死区时间。然而加
7、入死区会产生死区效应，导致输出电压出现低次谐波畸变，直流电压利用率降低等问题。文献［3］通过调节扰动观测器得出扰动电压来获得死区补偿时间。文献［4］提出基于模糊控制零电流钳位逆变器死区补偿方法。值得注意的是，上述方法未只考虑了减小死区的影响，而对于高频SiC逆变器而言，不仅要减小死区影响，而且要减小开关损耗。为了解决该问题，本文设计了一种改进的控制方法，在减小开关损耗的同时避免了死区引起的负面影响，最后进行了齡证。2.系统工作原理图1为单相逆变器原理图，其中SiCMOSFET型号为C2M0080120D,系统输出采用LC滤波结构。S4图1单相逆变器原理图Fig」Schem
8、aticofsingle-phaseinverter系统调制策略如图2所示，调制波与载波进行比较，产生双极性PWM驱动四个SiC开关，Si和S2互补导通，S3和Sq互补导通。根据图2可知，当电路工作模式改变一次，开关器件切换4次，开关损耗较大,不利于效率的提升。由于开关器件高频切换，为了避免直通，通常在同一桥臂的驱动信号中加入死区时间,/vw_LC严引图3加入死区后的工作状态(4>0)Fig.4Operationstateconsideringdeadtime(4<0)值得注意的是，开关器件存在等效并联寄生电容,电容两端电压
